平安家居综合信息报警系统的设计与实现

陈才扣

摘 要：平安是体现人们生活质量的基本要素，平安家居是未来住宅的一大发展趋势。本文从家庭防火、防盗、防漏水、防漏电、防漏气、监控、应急需求体系等方面出发，设计了一套满足现代家庭需求的全面平安意义上的家居系统。当出现前面任何一种情况时，即立刻现场发出报警信号，同时住宅区值班室和家人手机也自动收到报警求救信号。该系统的设计为现代家居提供了根本性的安全保障。

关键词：平安家居；防盗；监控；应急需求体系；报警求救信号

0 引言

本论文设计的平安家居综合信息报警系统，能够及时将用户的需求信息发送到相关人手机和小区保安室的值班信息平台上，并现场发出报警信号，提升了小区的安全性、便捷性，为创建和谐社会搭建了平安信息平台。

平安家居综合信息报警系统在设计中应遵循以下原则：

（1）遵循“四化”设计原则，即系列化、通用化、模块化、标准化设计；

（2）立足现有的成熟技术条件，减少研制工作量，加快设计进度，保证产品质量；

（3）选用小区现有的布置成功的网线，减少企业的成本投入，方便老小区的改造；

（4）选择高可靠性器件，简化电路结构设计，以可靠性为第一设计目标，提高可生产性。

1 总体方案设计

平安家居综合信息报警系统的报警内容由火灾烟雾报警、室内遇小偷报警、漏水报警、漏电报警、漏液化器报警、应急呼救报警和监控摄像等部分组成，根据客户要求，可选部分项目。报警部分由室内报警、手机报警（GSM短信通信模块）和值班室报警等组成，家庭发出的报警信号通过信息处理单元（CPU）主控板，再通过已经布好的网线向值班室发出报警信号。

2 主要硬件电路设计

（1）烟雾报警电路

该火灾报警器电路中的烟雾检测电路采用三端离子感烟传感器。当发生火灾、传感器检测到烟雾时，其C端电压将降至1.1-1.2V，使Ds和T截止，输出Uo为低电平报警信号；平时无火灾输出高电平。

传感器选用UD-O2型离子感烟传感器；Ds选用1N4619或2CWlO、2CW5l（1/2W、3V）型硅稳压二极管；T选用S9013或C8050、3DGl2型硅NPN晶体管。

（2）室内遇小偷报警电路

干簧管磁铁探测电路 ，干簧管安装在门框上，永久磁铁安装在门上靠近干簧管的位置。平时门关着时，S接点闭合，输出为高电平“1”；当门打开时，磁铁离开了干簧管，接点断开，输出为低电平；经过两次反相处理后，输出低电平报警信号，用于报警。在不需要报警时，关闭电源。SMT是施密特反相器，F是反相器。

（3）漏水报警电路

U1（NE555）和R1、C1组成延时电路，延时一段时间报警：如10s。湿敏感应器SM和三极管T1组成电子开关，平时处于开路状态，T1截止，U1无电不工作，最后Uo输出为高电平；当婴儿尿布尿湿后，T1饱和导通，U1通电工作，最后Vo输出为低电平。湿敏感应器可以自行制作，置于室內认为是漏水造成的平时不应该有水的地方。

（4）漏电报警电路

TAN为零序电流互感器，又叫触/漏电电流互感器，用于检测漏电流。在无漏电时，零序电流互感器线圈TAN内总磁通为零，输出电压为0，使三极管T截止，最终输出Uo 为高电平，此时漏电流报警电路部分不报警；当有漏电流时，零序电流互感器线圈TAN内总磁通不为零，就有电压输出，此电压输出经过处理后，使三极管T饱和导通，最终使输出Uo 为低电平，即用来报警。

（5）漏液化气报警电路

使用气敏传感器QM-N5的漏液化气报警电路。在检测到漏液化气（天然气）时，QM-N5

的A、B两端之间的电导率增加，电阻减少，B点的电位上升，使输出端出低电平，调试时，待气体浓度达到一定值时，输出端Uo就为低电平，作为报警信号，而平时为高电平。

（6）手机短信报警电路

GSM即为全球移动通信系统，对单片机（型号：stc12c5a60s2）最小应用系统编程，将接收信息的号码（群发时有若干号码）、待自动所发的短信内容、发送信息的时间间隔和次数等事先编程到单片机里，通过单片机和GSM（型号选用SIM900A）短信通信模块的通信，由单片机来控制GSM短信通信模块工作。在单片机最小应用系统P10口接收到报警电路发出的低“0”电平报警信号时，即控制GSM模块电路自动向用户手机发出短信报警信号。GSM模块在应用时，要插入待发送短信的经过注册的电话号码卡。

3 具体实现措施

根据系统电路组成框图，将各部分传感电路模块分别安装、焊接和调试好，确保各部分电路在出现状况时处于报警状态，即输出为低电平（“0”电平）。

（1）水传感器置于家庭应该无水且方便检测漏水的地方、水流量传感器串接在家庭进水管处；

（2）零序漏电流检测器装在家庭配电盒内进线处，让相线和中线穿过检测器，输出线引出来；

（3）将气敏传感器安装在厨房天花板上或墙上某合适位置；

（4）离子烟雾传感器置于室内某合适的天花板位置；

（5）干簧管和磁钢分别置于进门框和门的顶部；

（6）热释电红外传感器置于室内某些合适的位置；

（7）应急待锁按钮装在室内床边某位置；

（8）监控摄像头装在进门处某天花位置。

以上室内各部分电路做在一块PCB板上，置于墙内某合适位置，布置暗线，走捷径，可与网线、电话线和电力线共用通道。以上所有项目均可供选择。

根据系统电路组成框图，将其它各部分电路模块分别安装、焊接和调试好，确保这部分电路处于正常工作状态。将信息处理单元（CPU）主控板、室内报警电路、GSM短信通信模块做在一块PCB板上，置于与上面各传感电路同一位置，将两部分电路连接起来。信息处理单元（CPU）主控板的输入接各传感电路，输出的统一低电平信号分别送入室内报警电路和GSM短信通信模块，输出的位置和报警信号接到网线，通过网络传输到值班室。将装在值班室里的报警平台安装、焊接和调试好，处于正常工作状态，可以声光报警和显示报警位置（可配电脑）。在户数多时，还要在合适位置布置RS485中继电路。在整个硬件系统安装布置好后，综合测试，工作正常、稳妥可靠。

该设计可引领传统住宅小区实现向智能安保住宅小区的新跨越！

参考文献：

[1] 乔 渠. 基于GSM技术的家居安防系统的设计[J].电子工程师，2006，.32（11）：76-78

[2] 王 娜. 智能小区火灾报警系统的设计[J].微计算机信息，2005，2：74-75

作者简介：

于 卫（1963-） 男 ，汉族，江苏江都人，扬州大学电工电子教学实验中心副主任，副教授、高级实验师、工程师，现主要从事创新性实践教学改革研究、实践教学与管理工作。研究方向：现代电路与系统设计、物联网工程.

高明辉（1996-）男，汉族，江苏连云港人，通信工程专业14届科技创新设计大学生。